Perspectivas Históricas das Arquiteturas TCP/IP e OSI
Vamos iniciar nossos estudos das arquiteturas TCP/IP e OSI.
Este texto inicial foi retirada na integra do livro "Arquiteturas de Redes de Computadores OSI e TCP/IP" Ed. Makron Books, a autora do texto é a Profa. Dra. Stefania Stiubiener (EPUSP). Um livro extremamente técnico e MUITO bom, na minha opnião vale apena ter este livro na sua biblioteca.
2.1 O Projeto ARPA
2.2 O Modelo OSI
2.3 As Redes Locais
2.4 O TCP/IP
3. O OSI e o TCP/IP
A comunicação de dados em nível global tornou-se uma realidade do nosso tempo. O desafio que a comunicação de voz representou para as gerações passadas volta atualmente, sob a forma de aplicações de telemática, em várias modalidades de troca de informação entre computadores heterogêneos situados em ambientes remotos, interconectados através dos sofisticados meios oferecidos pela engenharia de telecomunicações.
Para compreender as diversas posturas, abordagens e atitudes políticas relacionadas com a área de comunicação de dados, como também para acompanhar o seu desenvolvimento tecnológico, é necessário conhecer suas origens e sua história.
A história da comunicação de dados começou, timidamente, nos anos 60, quando alguns terminais deixaram o centro de processamento de dados para serem instalados "a distância" e começaram a se comunicar com o "computador principal". Nascia, dessa forma, o sistema de teleprocessamento, cujo elemento central era o computador que alojava todas as aplicações e cuidava do funcionamento dos terminais remotos.
Teleprocessamento foi a tecnologia daqueles anos. Não obstante fosse caracterizada por aplicações centralizadas, a tecnologia de teleprocessamento permitiu a consolidação dos princípios de comunicação de dados bem como o surgimento de uma categoria de equipamentos destinados a compatibilizar o caráter digital dos sinais que carregavam a informação com o caráter analógico das vias de comunicação telefônica.
O mundo percebeu, então, que a tecnologia envolvida na utilização remota do computador seria determinante nas décadas seguintes e que iria contribuir para o avanço de todas as outras atividades humanas. Cada fabricante, vilumbrando o potencial do novo mercado, investiu no desenvolvimento de uma tecnologia de teleprocessamento própria e, com isso, as redes de teleprocessamento obtiveram um enorme crescimento, tanto do ponto de vista de expansão geográfica quanto de variedade de aplicações.
Havia, porém, um obstáculo: os usuários de um sistema de teleprocessamento necessitavam de acesso às aplicações pertencentes a outros sistemas. E, para tanto, seria necessário interligar os sistemas de teleprocessamento ou interconectar os computadores.
Em meados da década de 1960, o governo dos EUA., por intermédio do Departamento de Defesa, iniciou estudos relacionadas à viabilidade do desenvolvimento de redes de computadores. Finalmente, em 1968, financiadas por aquele departamento, tiveram início as atividades do Projeto ARPA (Advanced Reserch Project Agency), tendo por base o conhecimento e o potencial de pesquisa das universidades e dos centros de pesquisa norte-americanos.
Em 1972, entrou em funcionamento o projeto-piloto da rede ARPA. Começava, então, a era da tecnologia de redes de computadores, caracterizada pela distribuição das aplicações entre vários computadores interligados de acordo com uma topologia determinada. O sistema de teleprocessamento continuava a existir; cada computador integrante da rede possuía sua própria estrutura de teleprocessamento.
Na red ARPA foi, pela primeira vez, implementada e experimentada a tecnologia de comutção de pacotes e, também, o método de divisão em várias camadas funcionais das tarefas de comunicação entre aplicações residentes em computadores distintos interconectados por meio de rede, criando-se o conceito básico de Arquitetura de Rede de Computadores.
O projeto ARPA foi pioneiro na criação de protocolos de transporte. Dentro de seu escopo foi projetado e implementado o nó de comutação de pacotes e foram elaborados mecanismos para controle de fluxo, confiabilidade e roteamento. Nessa época, foram também desenvolvidos e entraram em funcionamento os primeiros protocolos de aplicação, dentre os quais o protocolo de transferência de arquivos FTP ( File Transfer Protocol ) e o protocolo de terminal virtual TELNET, ambos utilizados até hoje.
Também na década de 1970, o crescimento da ARPA permitiu a interligação de computadores de universidades americanas e de alguns computadores situados em outros países, validando, dessa maneira, o funcionamento da rede de computadores de longa distância.
Na mesma época, os grandes fabricantes de equipamentos de processamento de dados criaram seus próprios métodos para integrar em rede seus respectivos produtos. Surgiram, assim, as chamadas arquiteturas proprietárias: primeiro, com a IBM, que lançou a arquitetura SNA ( Systems Network Architecture ); depois, com a Digital e a sua arquitetura Decnet, e várias outras.
Para as entidades especializadas em venda de serviços de telecomunicações abriu-se um novo mercado: a oferta de serviços de comunicação de dados por meio do fornecimento de uma estrutura de comunicação, denominada sub-rede, baseada funcionalmente no princípio de comutação de pacotes. O CCITT ( Consultive Committee for International Telegraph and Telephone ) elaborou documentos que permitiram que esses serviços fossem padronizados, a partir dos quais publicou, em 1976, a primeira versão da Recomendação X.25, propondo a padronização de redes públicas de pacotes.
O quadro que o segmento de redes de computadores apresentava no final da década de 1970 caracterizava-se, de um lado, por enormes perspsctivas de crescimento, mas, de outro, por uma "situação de crise" criada pela heterogeneidade dos padrões, protocolos e equipamentos de comunicação de dados existentes no mercado. Cada interessado havia definido, unilateralmente, sua arquitetura: os fabricantes, as arquiteturas proprietárias; as operadoras de telecomunicações, as arquiteturas das redes públicas; e algumas entidades, como era o caso da ARPA, arquiteturas específicas para atender às suas redes.
A solução foi encontrada pela ISO ( International Organization for Standardization), sob a forma de proposta de elaboração de um modelo que viesse a sintetizar, de modo abstrato, o funcionamento de computadores integrados por redes de comunicação de dados. Baseada nas experiências advindas do funcionamento dos sistemas de teleprocessamento, da rede ARPA e das redes públicas e proprietárias, a ISO, entre 1978 e 1984, elaborou o "Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas Abertos" (Modelo OSI - Open Systems Interconnection), que é expressão, assim, de todo o conhecimento tecnológico adquirido pelo mundo a respeito de comunicação de dados.
No Modelo OSI foi, pela primeira vez, abordado o conveito de sistema aberto, definido como "o sistema capz de suportar os padrões de comunicação OSI de modo a interfuncionar com outros sistemas abertos de diferentes fornecedores". Ao Modelo OSI se deve, também, a consolidação dos princípios de arquitetura de rede de comunicação de dados.
A receptividade em relação ao Modelo OSI foi enorme nos anos seguintes à sua divulgação e mantém-se assim até hoje. Especialistas de área baseiam-se em seus princípios, e é comum encontrar na literatura ou escutar em reuniões de trabalho e em palestras menções do tipo: "as tarefas correspondentes à camada x do modelo OSI..." ou "faltam tais funções, correspondentes à camada y do Modelo OSI", mesmo quando se faz referência a sistemas que não se propõem a aderir a esse modelo.
O esforço de padronização não foi concluído com a elaboração do Modelo OSI. Ao contrário, inicio-se uma intensa atividade, em nível mundial, no sentido de projetar, especificar, implementar e testar os protocolos das várias camadas definidas pelo modelo, nascendo, assim, a Arquitetura OSI: uma estrutura funcional dos elementos envolvidos na comunicação entre sistemas abertos de comunicação de dados, suportada por um conjunto de protocolos padronizados, elaborados de acordo com os princípios do Modelo OSI.
Desde a sua criação, e cada vez que um novo padrão de protocolo é elaborado, a Arquitetura OSI impõe-se como o grande projeto da engenharia de protocolos. As soluções apresentadas, os mecanismos de protocolos, a estrutura da camada de aplicações e as aplicações desenvolvidas de acordo com os princípios da metodologia orientada a objetos e da computação distribuida contribuem para essa colocação. O reconhecimento da comunidade vem sendo acompanhado pela postura dos governos de vários países, que adotam uma política de compras, na área de comunicação de dados, ora exigindo ora recomendando fortemente a aderência dos produtos adquiridos à padronização OSI.
A disponibilidade dos produtos que implementam protocolos OSI aumentou consideravelmente. As indústrias que lideram o mercado oferecem toda uma linha de produtos que implementam os protocolos e as aplicações OSI.
As inovações em projetos de sistemas de processamento de dados, especificamente o surgimento dos computadores de porte reduzido (minicomputadores e microcomputadores), abriram novos caminhos para as redes de comunicação de dados.
A década de 1980 caracterizou-se pelo grande desenvolvimento de redes locais de computadores, com várias topologias, organizações de funcionamento, protocolos e padronizações sendo ofertadas, tanto para indústria como para universidades e ambientes de pequenas empresas de informática. Vista com entusiasmo pelo mercado, essa nova forma de rede de computadores proporcionou o surgimento das redes bancárias, industriais, comerciais e de automação de escritórios.
Similarmente ao que ocorreu nos anos 70, motivando o movimento OSI, a heterogeneidade das redes locais instalou no mercado uma situação de crise, por falta de compatibilidade entre as soluções apresentadas. Desta vez, porém, foi iniciativa do IEEE ( Institute of Eletrical and Electronics Enginnering ), o "Projeto 802", que promoveu a padronização para as redes locais, sempre de acordo com o Modelo OSI e integrados com os protocolos elaborados por outras entidades de padronixação, como CCITT e ISO.
A coexistência das redes de longa distância com as redes locais abriu um novo horizonte: a interconexão de redes. Os usuários de uma rede local exigiam condições de acesso às aplicações de outra redes, fossem elas locais ou de longa distância.
Nos primeiros anos da década de 1980, nos Estados Unidos, foi criado um ambiente de redes interconectadas, baseado na utilização, como "espinha dorsal", do potencial instalado da rede ARPA: a Internet. [ C O N T I N U A . . . ]